FI118030B - Kaiutinelementin liikkeen mittausmenetelmä ja liikkeen mittauksella varustettu kaiutin - Google Patents
Kaiutinelementin liikkeen mittausmenetelmä ja liikkeen mittauksella varustettu kaiutin Download PDFInfo
- Publication number
- FI118030B FI118030B FI20030364A FI20030364A FI118030B FI 118030 B FI118030 B FI 118030B FI 20030364 A FI20030364 A FI 20030364A FI 20030364 A FI20030364 A FI 20030364A FI 118030 B FI118030 B FI 118030B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- capacitor
- speaker
- measuring
- capacitance
- movement
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
- H04R29/001—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
- G01D5/241—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes
- G01D5/2412—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes by varying overlap
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
- H04R3/002—Damping circuit arrangements for transducers, e.g. motional feedback circuits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Description
1 1 8030 ; Γ
Kaiutinelementin liikkeen mittausmenetelmä ja liikkeen mittauksella varustettu kaiutin
Keksinnön kohteena on kapasitanssin muutoksiin perustuva kaiutinelementin liikkeen mittausmenetelmä sekä sen perusteella toteutettu kaiutin.
Tyypillisissä dynaamisissa kaiuttimissa on erinäisiä puutteita, jotka aiheuttavat kaiutti-5 men tuottamaan äänen epätoivottuja piirteitä, kuten harmonista säröä, taajuusvasteen epätasaisuutta sekä jälkivärähtelyjä. Näitä ongelmia korjaamaan on pyritty toteuttamaan erilaisia menetelmiä, joilla pyritään mittaamaan kaiuttimen todellisuudessa tuottamaa ääntä ja korjaamaan sitä vastaamaan mahdollisimman hyvin haluttua. Yksi tapa mitata kaiuttimen tuottamaa ääntä on mitata kaiuttimen ääntä tuottaman elementin liikettä 10 (yleisimmin kartio) ja saadun tuloksen perusteella vastaavasti korjata kaiuttimeen syötettävää ohjaussignaalia.
Aiemmissa menetelmissä liikkeen takaisinkytkentä on pyritty toteuttamaan mm. kiihtyvyysanturilla (patentit US 4 573 189 ja US 4 727 584), sarjavastuksella tai muulla vastaavalla kaiuttimen läpi menevän virran mittaamiseen perustuvilla menetelmillä (mm.
15 patentti US 5 542 001) tai magneettikentässä liikkuvan kelan avulla (mm. patentit US 4 550 430 ja US 5 493 620). Tähän keksintöön läheisemmin liittyviä menetelmiä on esi- • · · · . .·. tetty patenteissa US 2 857 461 ja US 3 057 961, joissa kaiutinkartion liikkeitä mitataan • * « • 4 « : *, ·. kaiutinkartion pinnan suuntaisilla kondensaattoreilla. Lisäksi kaiuttimen tuottamaa ääntä ;· • · .**·. voidaan mitata myös esimerkiksi mikrofonilla (patentti US 3 009 991).
* * * *· * • · * • · : * ‘20 Aiemmissa kapasitanssin muutokseen perustuvissa menetelmissä ongelmana on kapasi-• · « tanssin muutoksen epälineaarisuus kartion poikkeutukseen nähden sekä kapasitanssin : pieneneminen suurilla poikkeutuksilla, jolloin kondensaattorin levyjen väli kasvaa suu- t : reksi.
• · · ·♦· • · j * · · « x * * \ Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa kapasitanssin muutokseen perustuvan mene- • · · 25 telmän käytössä esiintyvät ongelmat toteuttamalla kondensaattori siten, että sen kapasi- ; ]***# tanssi on suoraan verrannollinen kartion poikkeutukseen ja myös kapasitanssin arvo on # · * suurempi kuin aiemmin käytetyissä menetelmissä. Tämä saadaan aikaan siten, että kon- ! · . i ., : 118030 2 densaattorin varauspinnat sijoitetaan liikkeen suuntaisiksi ja kondensaattorin arvoa muutetaan joko muuttamalla levyjen välistä pinta-alaa tai liikuttamalla levyjen välissä olevaa kappaletta. Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle kaiutinelementin " liikkeen mittausmenetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 5 1 tunnusmerkkiosassa. /
Seuraavassa kuvataan erästä tapaa keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa on leikkauskuvantona kuvattu tavanomainen kaiutin ja siihen tarvittavat muutokset. Jäljempänä on myös lueteltu muita mahdollisia rakenneratkaisuja keksinnön mukaisen jäijestelmän toteuttamiseksi.
10 Tavanomainen dynaaminen kaiutin rakentuu magneetista 1, etulevystä 2, yhdistetystä takalevystä ja keskikappaleesta 3, kartiosta ja pölykupista 4, kartion ulommasta ripustuksesta 5, sisemmästä ripustuksesta 6 ja magneettikentässä liikkuvasta puhekelasta 7 sekä alumiinisesta puhekelan lieriöstä 8.
Tähän kaiuttimeen on lisätty keksinnön mukainen sylinterimäinen mittauskondensaatto- 15 ri kaiuttimen keskiöön. Tämän kondensaattorin vakiojännitteeseen, esimerkkitapaukses- m·" sa 1200V, kytketty ulkokehä 9 on eristetty sähköisesti puhekelan lieriöstä 8 eristeellä 10, * mutta on kuitenkin mekaanisesti kytketty sen liikkeisiin. Puhekelan lieriö 8 on esimerk- • · · i · f ··.·. kitapauksessa kytketty 0V jännitteeseen. Kondensaattorin sisäkehän muodostaa magnee- .···. tin keskikappaleeseen mekaanisesti kiinnitetty Johtavasta materiaalista valmistettu sy- • · • · · 20 linteri 11, joka on sähköisesti eristetty sekä magneetin keskikappaleesta 3, että vakiojän- - • · .*·*. nitteeseen kytketystä häiriösuojasta 12. Kondensaattorin sisempi osa 11 on yhdistetty • * * operaatiovahvistimella toteutettuun mittauskytkentään 13, joka sopivilla komponenttiar- • ·'· voilla varustettuna tuottaa kartion 4 liikenopeuteen verrannollisen jännitteen. Esimerkki- • · · :’**; tapauksessa vastuksen arvo on 1ΜΩ ja kondensaattorin 1 OpF ja operaatiovahvistimen • · · [·. 25 tyyppi TL071. Sisään syötettävän signaalin 14 ja korjauskytkennän 15 avulla tuotetaan . · · ·. kaiuttimelle ohjaussignaali. Tämän koijauskytkennän 15 toteutus riippuu hyvin paljon • # • · · \ sekä käytetystä kaiutinelementistä, että kotelosta, joten sen tarkempi esittely tässä ei ole ··« "** mielekästä. Myös puhekelan lieriön 8 ja keskikappaleen 11 välille syntyy kondensaatto- • · ri, jonka kapasitanssi muuttuu kartion 4 liikkeiden perusteella. Myös tätä kapasitanssin 3 ' ' 1 1 8030 .
muutosta voidaan käyttää mittaustarkoituksiin. Esimerkkitapauksessa tätä mahdollisuutta ei kuitenkaan ole käytetty. ;
Koska esimerkin mukaisessa menetelmässä kaiutinkartion liike muuttaa mittauskonden-saattorin levyjen välistä pinta-alaa suoraan verrannollisesti kartion poikkeutukseen, on 5 myös kapasitanssin arvo suoraan verrannollinen kartion poikkeutukseen. Lisäksi mit-tauskondensaattorin levyjen väli voi olla melko pieni (millimetriluokkaa), joten kondensaattorin kapasitanssin muutos on tarpeeksi suuri, jotta mittauksesta saadaan riittävän luotettava ja häiriötön.
Tämän keksinnön piirissä voidaan ajatella mittauskondensaattori toteutettavan hyvin 10 monilla eri tavoilla. Esimerkiksi kondensaattorin varauspintojen muotojen ei tarvitse , olla lieriömäinen, vaan sen toteuttamisessa voidaan käyttää esimerkiksi hunajakenn-omaista tai muuta vastaavaa muotoa, jolla saadaan suurempi kapasitanssi kaiuttimen liike suuntaista pituusyksikköä kohti. Myöskin on mahdollista toteuttaa kondensaattori siten, että itse kondensaattorin levyt pysyvät paikallaan, mutta niiden välissä olevaa, kar-15 tion liikkeisiin kytkettyä, materiaalia liikutetaan. Välissä liikutettava materiaali voi olla joko johde tai eriste. Keksinnön mukaisen menetelmän kannalta on edullista, että kon- . densaattorin rakenne on sellainen, että kondensaattorin varauspintojen normaalit ovat • · · * siinä määrin kohtisuorassa värähtelevän kappaleen liikesuuntaa vastaan, että kapasitans- • · · sin muutos on tarvittavalla tarkkuudella verrannollinen kartion poikkeutukseen. Mit- • · 20 tauskondensaattorin kapasitanssi tai sen muutos voidaan myös mitata monella eri taval- • · la. Kondensaattoria voidaan esimerkiksi käyttää elektronisen värähtelypiirin osana, j on- • · U, • * .···. ka ominaistaajuuteen kondensaattorin kapasitanssi vaikuttaa tai voidaan mitata konden- • « ♦ ·* saattorin impedanssia vaihtojännitteellä tai -virralla. Myös edellä mainittujen tapojen . yhdistelmä saattaa tulla kyseeseen esimerkiksi siinä tapauksessa, että halutaan tietää • · · ;1; 25 sekä kartion poikkeutuksen arvo tarkasti esimerkiksi liikepoikkeaman rajoitusta varten *·· \ ja samalla sen liikenopeus tai kiihtyvyys.
···· • · · • · • * *
Vaikka esimerkkitapaukset käsittelivät dynaamista kaiutinta, samaa menetelmää voi- .
• · · daan käyttää soveltamalla myös muissa kaiutintyypeissä, esimerkiksi sähköstaattisissa • « i ’ v kaiuttimissa. Myöskin mittaustuloksen käyttäminen on mahdollista hyvin monin eri ta- 4 ^ 118030 voin. Esimerkiksi mittauksen avulla voidaan toteuttaa kaiuttimen suojaus liian suuria poikkeutuksen arvoja vastaan.
*·· 9 ·1 2 3·· t • · t * · · « · « *« « • · · • ♦ • 1 •••'f' • · • · • · · • · · • » • · Φ · · • · • « ' { *·· ·'·'' • · · • 1 · ♦ · · • ♦ · • « • 1 * 1 · · 1 ΦΦΜ 2 * · · * Φ 3 * • · · .
···1:.
• · · • · • · * · «
Claims (6)
118030 1. Äänen tuottamiseen vähintään yhden värähtelevän kappaleen (4,7,8) avulla tarkoitettu laite, tunnettu siitä, että laitteessa on vähintään yksi jonkin ääntä tuottavan värähtelevän kappaleen (4,7,8) liikkeiden mittaamiseen kapasitanssin muutoksen avulla tarkoi- 5 tettu kondensaattori (9,11), j onka varauspintojen (9,11) normaalit ovat olennaisesti koh tisuorassa värähtelevän kappaleen (4,7,8) liikesuuntaa vastaan sillä alueella, jolla liikkeiden mittaamiseen käytetty kapasitanssin muutos tapahtuu.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tu n n e ttu siitä, että äänen tuottamiseen tarkoitettu laite on dynaaminen kaiutin.
3. Patenttivaatimuksien 1 tai 2 tai molempien mukainen laite, tu n n e ttu siitä, että toinen kondensaattorin varauspinnoista (11) on mekaanisesti kiinnitetty äänen tuottamiseen tarkoitetun laitteen runkoon (1,2,3) ja toinen varauspinta (9) värähtelevään kappaleeseen (4,7,8).
4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 tai molempien mukainen laite, tu n n e ttu siitä, että 15 kondensaattorin (9,11) kapasitanssia muutetaan värähtelevän kappaleen (4,7,8) liikkei- . ,·, den mukaan, varauspintojen välissä, varauspintaan (11) nähden liikkuvalla kappaleella (9). • · • · ··# • · • · • · ·
5. Jonkin tai useamman patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laite, tu n n e ttu siitä, • · että mittauskondensaattori (9,11) on sylinterikondensaattori. ·♦·
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että sylinterimuotoisen * · » ί,,.ί mittauskondensaattorin (9,11) toinen lieriö (9) on mekaanisesti kytketty värähtelevän kappaleen (4,7,8) liikkeisiin ja toinen lieriö (11) laitteen runkoon (1,2,3). ···· • 1 · • 1 • · · • · · ·.· f. ’ · • · ♦ 1· >· 6 118030
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20030364A FI118030B (fi) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Kaiutinelementin liikkeen mittausmenetelmä ja liikkeen mittauksella varustettu kaiutin |
| PCT/FI2004/050027 WO2004082330A1 (en) | 2003-03-12 | 2004-03-11 | Loudspeaker equipped with measurement of the movement of the loudspeaker unit and a method for measuring the movement of the loudspeaker unit in a loudspeaker |
| EP04719481A EP1606971A1 (en) | 2003-03-12 | 2004-03-11 | Loudspeaker equipped with measurement of the movement of the loudspeaker unit and a method for measuring the movement of the loudspeaker unit in a loudspeaker |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20030364 | 2003-03-12 | ||
| FI20030364A FI118030B (fi) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Kaiutinelementin liikkeen mittausmenetelmä ja liikkeen mittauksella varustettu kaiutin |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20030364A0 FI20030364A0 (fi) | 2003-03-12 |
| FI20030364A FI20030364A (fi) | 2004-09-13 |
| FI118030B true FI118030B (fi) | 2007-05-31 |
Family
ID=8565792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20030364A FI118030B (fi) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Kaiutinelementin liikkeen mittausmenetelmä ja liikkeen mittauksella varustettu kaiutin |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1606971A1 (fi) |
| FI (1) | FI118030B (fi) |
| WO (1) | WO2004082330A1 (fi) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2081403B1 (en) | 2008-01-17 | 2014-08-13 | VLSI Solution Oy | Method and device for detecting a displacement and movement of a sound producing unit of a woofer |
| US9241227B2 (en) | 2011-01-06 | 2016-01-19 | Bose Corporation | Transducer with integrated sensor |
| US8705754B2 (en) * | 2011-03-30 | 2014-04-22 | Bose Corporation | Measuring transducer displacement |
| CN103517189B (zh) * | 2012-06-29 | 2017-08-11 | 华为终端有限公司 | 一种扬声器及终端 |
| US9681228B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-06-13 | Apple Inc. | Capacitive position sensing for transducers |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3245417A1 (de) * | 1982-12-08 | 1984-07-19 | Telefunken Fernseh Und Rundfunk Gmbh, 3000 Hannover | Elektromagnetischer wandler |
| US4573189A (en) * | 1983-10-19 | 1986-02-25 | Velodyne Acoustics, Inc. | Loudspeaker with high frequency motional feedback |
| US4531025A (en) * | 1984-03-19 | 1985-07-23 | Intersonics Incorporated | Loudspeaker with commutated coil drive |
| SE452238B (sv) * | 1985-05-15 | 1987-11-16 | Bo Hakansson | Anordning for metning av frekvenskarakteristiken hos en horapparat |
| US5493620A (en) * | 1993-12-20 | 1996-02-20 | Pulfrey; Robert E. | High fidelity sound reproducing system |
| FI116873B (fi) * | 1996-02-26 | 2006-03-15 | Panphonics Oy | Akustinen elementti ja menetelmä äänen käsittelemiseksi |
| US20020159606A1 (en) * | 2001-04-30 | 2002-10-31 | Maximilian Hobelsberger | Electrodynamic transducer with acceleration control |
| CA2408045A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-16 | Audio Products International Corp. | Loudspeaker with large displacement motional feedback |
-
2003
- 2003-03-12 FI FI20030364A patent/FI118030B/fi active IP Right Grant
-
2004
- 2004-03-11 WO PCT/FI2004/050027 patent/WO2004082330A1/en active Application Filing
- 2004-03-11 EP EP04719481A patent/EP1606971A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2004082330A1 (en) | 2004-09-23 |
| FI20030364A (fi) | 2004-09-13 |
| FI20030364A0 (fi) | 2003-03-12 |
| EP1606971A1 (en) | 2005-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7961892B2 (en) | Apparatus and method for monitoring speaker cone displacement in an audio speaker | |
| JP2003083804A (ja) | 力検出装置 | |
| JP2015525872A5 (fi) | ||
| US10178468B2 (en) | Acoustic system having a housing with adsorbent powder | |
| FI118030B (fi) | Kaiutinelementin liikkeen mittausmenetelmä ja liikkeen mittauksella varustettu kaiutin | |
| CN200962055Y (zh) | 力平衡振动传感器 | |
| CN110907029B (zh) | 振动感测装置的校准方法 | |
| Hao et al. | A micromechanical mode-localized voltmeter | |
| JP5745834B2 (ja) | 容量検出が改善された補償型マイクロ／ナノ共振器及びその製造方法 | |
| US9826308B2 (en) | Capacitive displacement sensing circuit with a guard voltage source | |
| US3559050A (en) | Motion detector with two separate windings and circuit interconnecting the windings | |
| US10254134B2 (en) | Interference-insensitive capacitive displacement sensing | |
| WO2021053883A1 (ja) | ピックアップセンサ及び骨伝導スピーカ | |
| US3164987A (en) | Electrostatic vibration transducer | |
| HMa et al. | Graphene MEMS capacitive microphone: highlight and future perspective | |
| EP0213319A2 (de) | Lautsprecher mit Membrangegenkopplung | |
| Dimoff | Electrodynamic vibration standard with a ceramic moving element | |
| JP2002350459A (ja) | 振動センサ、及び振動センサの製造方法 | |
| JP4760668B2 (ja) | スピーカ | |
| RU2176404C1 (ru) | Сейсмометр-наклономер-деформометр | |
| JP2002044788A (ja) | マイクロフォン装置 | |
| DE3707620A1 (de) | Beschleunigungssensor fuer dynamische lautsprecher | |
| KR100585893B1 (ko) | 미세 각속도계 및 그의 큐 팩터를 튜닝하는 방법 | |
| JPH01250832A (ja) | 低周波振動センサ | |
| JPS6216067Y2 (fi) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 118030 Country of ref document: FI |